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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請(qǐng)※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁(yè),總=sectionpages22頁(yè)第=page11頁(yè),總=sectionpages11頁(yè)2025年湘教版選修3化學(xué)下冊(cè)階段測(cè)試試卷307考試試卷考試范圍:全部知識(shí)點(diǎn);考試時(shí)間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級(jí):______考號(hào):______總分欄題號(hào)一二三四五六總分得分評(píng)卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、金晶體是面心立方最密堆積,已知立方體的每個(gè)面上5個(gè)金原子緊密堆砌,金原子半徑為rcm,則金晶體的空間利用率為A.B.C.D.2、下列狀態(tài)的氮中,能表示最低能量狀態(tài)的軌道表示式是A.B.C.D.3、已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子,Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子。X與Y可形成化合物2元素可形成負(fù)一價(jià)離子。下列說(shuō)法正確的是()A.X元素基態(tài)原子的電子排布式為B.X元素是第4周期第VA族元素C.Y元素原子的軌道表示式為D.Z元素的單質(zhì)Z2在氧氣中不能燃燒4、下列軌道表示式所示的氧原子的核外電子排布中,氧原子處于基態(tài)的是()A.B.C.D.5、現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中正確的是A.第一電離能:③>②>①B.原子半徑:③>②>①C.電負(fù)性:③>②>①D.最高正化合價(jià):③>②>①評(píng)卷人得分二、填空題(共7題,共14分)6、金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛,Ni的基態(tài)原子有________種能量不同的電子;很多不飽和有機(jī)物在Ni催化下可以H2發(fā)生加成反應(yīng),如①CH2═CH2、②HC≡CH、③④HCHO等,其中碳原子不是采取sp2雜化的分子有________(填物質(zhì)編號(hào)),HCHO分子的立體構(gòu)型為________7、鋁;鋅、鐵在人類生產(chǎn)和生活中有重要作用;也是人體必需的微量元素。回答下列問(wèn)題:
(1)Fe2+電子排布式為___,Zn的基態(tài)原子能級(jí)最高的電子的電子云輪廓圖形狀為___。
(2)已知Al的第一電離能為578kJ·mol-1、Mg的第一電離能為740kJ·mol-1,請(qǐng)解釋Mg的第一電離能比Al大的原因___。
(3)Zn2+可形成[Zn(NH3)6]SO4絡(luò)合物,1mol[Zn(NH3)6]2+配離子中含σ鍵___mol,其陰離子中心原子的雜化方式是___,NH3的沸點(diǎn)高于PH3的原因是___。
(4)已知Zn2+等過(guò)渡元素離子形成的水合離子的顏色如下表所示:。離子Sc3+Cr3+Fe2+Zn2+水合離子的顏色無(wú)色綠色淺綠色無(wú)色
請(qǐng)根據(jù)原子結(jié)構(gòu)推測(cè)Sc3+、Zn2+的水合離子為無(wú)色的原因:___。
(5)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性,蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為___,其中Fe的配位數(shù)為___。
(6)Fe和N可組成一種過(guò)渡金屬氮化物,其晶胞如圖所示。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為xcm,高為ycm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞的密度為___g·cm-3(列出計(jì)算式即可)。
8、三價(jià)鉻離子(Cr3+)是葡萄糖耐量因子(GTF)的重要組成成分,GTF能夠協(xié)助胰島素發(fā)揮作用。構(gòu)成葡萄糖耐量因子和蛋白質(zhì)的元素有C、H、O、N、S、Cr等;回答下列問(wèn)題:
(l)Cr的價(jià)電子排布式為______;
(2)O、N、S的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_____;
(3)SO2分子的VSEPR模型為______,其中心原子的雜化方式為______;
(4)CO和N2互為等電子體,兩種物質(zhì)相比沸點(diǎn)較高的是______,其原因是______;
(5)化學(xué)式為CrCl3?6H2O的化合物有多種結(jié)構(gòu),其中一種可表示為[CrCl2(H2O)4]Cl?2H2O,該物質(zhì)的配離子中提供孤電子對(duì)的原子為______,配位數(shù)為______;
(6)NH3分子可以與H+結(jié)合生成這個(gè)過(guò)程發(fā)生改變的是______(填序號(hào))
A.微粒的空間構(gòu)型B.N原子的雜化類型C.H-N-H鍵角D.微粒的電子數(shù)。
(7)由碳元素形成的某種晶體的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體的密度為ρg?cm-3,則該晶胞的棱長(zhǎng)為______pm。
9、下表為元素周期表的一部分;表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。
回答下列問(wèn)題:
(1)寫出元素f的基態(tài)原子核外電子排布式:__。
(2)寫出元素h的基態(tài)原子核外電子軌道表示式:__。
(3)ci2分子的電子式為__。
(4)第一電離能:h__(填“>”“<”或“=”,下同)i;電負(fù)性:g__b。
(5)下列關(guān)于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外圍電子排布特點(diǎn)的敘述正確的是__(填字母)。
A.j位于元素周期表中第4周期ⅠB族;屬于ds區(qū)元素。
B.d的基態(tài)原子中;2p軌道為半充滿,屬于p區(qū)元素。
C.最外層電子排布式為4s1;該元素一定屬于第ⅠA族。
D.最外層電子排布式為ns2np1,該元素可能是第ⅢA族或ⅢB族10、研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中;Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應(yīng)用前景?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為______。元素Mn與O中,第一電離能較大的是________,基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是________________。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為__________和__________。
(3)在CO2和H2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中,沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開______,原因是_____________。
(4)硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外,還存在________。11、按要求填空:
(1)在第二周期中(稀有氣體除外);第一電離能最大的元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖是___,第一電離能最小的元素的電子排布圖為___。
(2)以下是一些原子的2p能級(jí)和3d能級(jí)中電子排布的情況.試判斷;哪些違反了泡利不相容原理,哪些違反了洪特規(guī)則。
①②③④⑤⑥
違反泡利不相容原理的有__;違反洪特規(guī)則的有___。
(3)用VSEPR模型和雜化軌道理論相關(guān)知識(shí)填表:
。分子或離子。
中心原子軌道雜化形式。
分子或離子的立體結(jié)構(gòu)。
分子有無(wú)極性。
CH2O
________
_______
_____
NH4+
________
_______
_____
CS2
________
_______
_____
12、硼及其化合物在新材料;工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面用途很廣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
元素的基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為______,B、N、O元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_____。
三氟化硼在常溫常壓下為具有刺鼻惡臭和強(qiáng)刺激性氣味的無(wú)色有毒腐蝕性氣體,其分子的立體構(gòu)型為______,B原子的雜化類型為______。
自然界中,含B的鈉鹽是一種天然礦藏,其化學(xué)式寫作實(shí)際上它的陰離子結(jié)構(gòu)單元是由兩個(gè)和兩個(gè)縮合而成的雙六元環(huán),應(yīng)該寫成其結(jié)構(gòu)式如圖1,它的陰離子可形成鏈狀結(jié)構(gòu)。該陰離子由極性鍵和配位鍵構(gòu)成,請(qǐng)?jiān)诖痤}卷中抄上圖1結(jié)構(gòu)式后用“”標(biāo)出其中的配位鍵,該陰離子通過(guò)______相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K時(shí)有超導(dǎo)性,在硼化鎂晶體的理想模型中,鎂原子和硼原子是分層排布的,一層鎂一層硼相間排列。圖2是該晶體微觀結(jié)構(gòu)中取出的部分原子沿z軸方向的投影,白球是鎂原子投影,黑球是硼原子投影。則硼化鎂的化學(xué)式為______。
磷化硼是一種有價(jià)值的超硬耐磨涂層材料,這種陶瓷材料可作為金屬表面的保護(hù)薄膜。磷化硼晶胞如圖3所示,在BP晶胞中B的堆積方式為______,當(dāng)晶胞晶格參數(shù)為478pm時(shí),磷化硼中硼原子和磷原子之間的最近距離為______cm。評(píng)卷人得分三、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共10分)13、已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素?;衔顳C為離子化合物,D的二價(jià)陽(yáng)離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)?;衔顰C2為一種常見的溫室氣體。B;C的氫化物的沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高。E的原子序數(shù)為24。請(qǐng)根據(jù)以上情況;回答下列問(wèn)題:(答題時(shí),A、B、C、D、E用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示)
(1)基態(tài)E原子的核外電子排布式是________,在第四周期中,與基態(tài)E原子最外層電子數(shù)相同還有_______(填元素符號(hào))。
(2)A、B、C的第一電離能由小到大的順序?yàn)開___________。
(3)寫出化合物AC2的電子式_____________。
(4)D的單質(zhì)在AC2中點(diǎn)燃可生成A的單質(zhì)與一種熔點(diǎn)較高的固體產(chǎn)物,寫出其化學(xué)反應(yīng)方程式:__________。
(5)1919年,Langmuir提出等電子原理:原子數(shù)相同、電子數(shù)相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。此后,等電子原理又有發(fā)展,例如,由短周期元素組成的微粒,只要其原子數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,也可互稱為等電子體。一種由B、C組成的化合物與AC2互為等電子體,其化學(xué)式為_____。
(6)B的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的稀溶液與D的單質(zhì)反應(yīng)時(shí),B被還原到最低價(jià),該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。14、現(xiàn)有屬于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素,原子序數(shù)依次增大。A元素的價(jià)電子構(gòu)型為nsnnpn+1;C元素為最活潑的非金屬元素;D元素核外有三個(gè)電子層,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的E元素正三價(jià)離子的3d軌道為半充滿狀態(tài);F元素基態(tài)原子的M層全充滿;N層沒(méi)有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)電子;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒。
(1)A元素的第一電離能_______(填“<”“>”或“=”)B元素的第一電離能,A、B、C三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)開______(用元素符號(hào)表示)。
(2)C元素的電子排布圖為_______;E3+的離子符號(hào)為_______。
(3)F元素位于元素周期表的_______區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為_______
(4)G元素可能的性質(zhì)_______。
A.其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料B.其電負(fù)性大于磷。
C.其原子半徑大于鍺D.其第一電離能小于硒。
(5)活潑性:D_____(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)_____I1(Al),其原因是____。15、原子序數(shù)小于36的X;Y、Z、R、W五種元素;其中X是周期表中原子半徑最小的元素,Y是形成化合物種類最多的元素,Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子,R單質(zhì)占空氣體積的1/5;W的原子序數(shù)為29?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)Y2X4分子中Y原子軌道的雜化類型為________,1molZ2X4含有σ鍵的數(shù)目為________。
(2)化合物ZX3與化合物X2R的VSEPR構(gòu)型相同,但立體構(gòu)型不同,ZX3的立體構(gòu)型為________,兩種化合物分子中化學(xué)鍵的鍵角較小的是________(用分子式表示),其原因是________________________________________________。
(3)與R同主族的三種非金屬元素與X可形成結(jié)構(gòu)相似的三種物質(zhì),三者的沸點(diǎn)由高到低的順序是________。
(4)元素Y的一種氧化物與元素Z的單質(zhì)互為等電子體,元素Y的這種氧化物的結(jié)構(gòu)式是________。
(5)W元素原子的價(jià)電子排布式為________。16、下表為長(zhǎng)式周期表的一部分;其中的編號(hào)代表對(duì)應(yīng)的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)表中⑨號(hào)屬于______區(qū)元素。
(2)③和⑧形成的一種常見溶劑,其分子立體空間構(gòu)型為________。
(3)元素①和⑥形成的最簡(jiǎn)單分子X屬于________分子(填“極性”或“非極性”)
(4)元素⑥的第一電離能________元素⑦的第一電離能;元素②的電負(fù)性________元素④的電負(fù)性(選填“>”、“=”或“<”)。
(5)元素⑨的基態(tài)原子核外價(jià)電子排布式是________。
(6)元素⑧和④形成的化合物的電子式為________。
(7)某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性,如表中元素⑩與元素⑤的氫氧化物有相似的性質(zhì)。請(qǐng)寫出元素⑩的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________。17、下表為長(zhǎng)式周期表的一部分;其中的序號(hào)代表對(duì)應(yīng)的元素。
(1)寫出上表中元素⑨原子的基態(tài)原子核外電子排布式為___________________。
(2)在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中,元素③的雜化方式為_____雜化;元素⑦與⑧形成的化合物的晶體類型是___________。
(3)元素④的第一電離能______⑤(填寫“>”、“=”或“<”)的第一電離能;元素④與元素①形成的X分子的空間構(gòu)型為__________。請(qǐng)寫出與元素④的單質(zhì)互為等電子體分子、離子的化學(xué)式______________________(各寫一種)。
(4)④的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物稀溶液與元素⑦的單質(zhì)反應(yīng)時(shí),元素④被還原到最低價(jià),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。
(5)元素⑩的某種氧化物的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,其中實(shí)心球表示元素⑩原子,則一個(gè)晶胞中所包含的氧原子數(shù)目為__________。評(píng)卷人得分四、計(jì)算題(共4題,共12分)18、(1)石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)(如圖a),試回答下列問(wèn)題:圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為____個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為____個(gè),碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_______。
(2)2001年報(bào)道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高記錄。如圖b所示的是該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元:鎂原子間形成正六棱柱,且棱柱的上下底面還各有1個(gè)鎂原子,6個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為_______。19、鐵有δ;γ、α三種同素異形體;三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。
(1)δ、γ、α三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為_________。
(2)若δ-Fe晶胞邊長(zhǎng)為acm,α-Fe晶胞邊長(zhǎng)為bcm,則兩種晶胞空間利用率之比為________(用a、b表示)
(3)若Fe原子半徑為rpm,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則γ-Fe單質(zhì)的密度為_______g/cm3(用含r的表達(dá)式表示;列出算式即可)
(4)三氯化鐵在常溫下為固體,熔點(diǎn)為282℃,沸點(diǎn)為315℃,在300℃以上升華,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵的晶體類型為______。20、SiC有兩種晶態(tài)變體:α—SiC和β—SiC。其中β—SiC為立方晶胞;結(jié)構(gòu)與金剛石相似,晶胞參數(shù)為434pm。針對(duì)β—SiC回答下列問(wèn)題:
⑴C的配位數(shù)為__________。
⑵C和Si的最短距離為___________pm。
⑶假設(shè)C的原子半徑為r,列式并計(jì)算金剛石晶體中原子的空間利用率_______。(π=3.14)21、NaCl晶體中Na+與Cl-都是等距離交錯(cuò)排列,若食鹽的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)6.02×1023mol-1,食鹽的摩爾質(zhì)量為58.5g·mol-1。則食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離是多少?_______評(píng)卷人得分五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共2題,共20分)22、硼;硅、硒等元素及其化合物用途廣泛。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)基態(tài)硒原子的價(jià)電子排布式為_______;SeO2常溫下為白色晶體,熔點(diǎn)為340~350℃,315℃時(shí)升華,則SeO2固體為________晶體。
(2)在硼、硅、硒的氣態(tài)氫化物中,其立體構(gòu)型為正四面體的是_______(填化學(xué)式),在硅的氫化物中共用電子對(duì)偏向氫元素,氫氣與硒反應(yīng)時(shí)單質(zhì)硒是氧化劑,則硒與硅的電負(fù)性大小為Se_____Si(填“>”或“<”)。
(3)在周期表的第二周期中,第一電離能介于硼元素和氮元素之間的元素有_____種。
(4)硼元素具有缺電子性(價(jià)電子數(shù)少于價(jià)層軌道數(shù)),其化合物可與具有孤對(duì)電子的分子或離子生成配合物,如BF3能與NH3反應(yīng)生成BF3·NH3,BF3·NH3中B與N之間形成______鍵;NH3中N原子的雜化軌道類型為______,寫出與NH3等電子體的一種離子符號(hào)________。
(5)金剛砂(SiC)的摩氏硬度為9.5,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。在SiC中,每個(gè)Si原子周圍距離最近的Si原子數(shù)目為________;若金剛砂的密度為ρg·cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞中碳原子與硅原子的最近距離為________pm。(用含ρ和NA的式子表示)
23、(1)氯化鐵溶液用于檢驗(yàn)食用香精乙酰乙酯時(shí);會(huì)生成紫色配合物,其配離子結(jié)構(gòu)如圖所示。
①此配合物中,基態(tài)鐵離子的價(jià)電子排布式為________________。
②此配合物中碳原子的雜化軌道類型有________________。
③此配離子中含有的化學(xué)鍵有____________(填字母)。
A.離子鍵B.金屬鍵C.極性鍵D.非極性鍵E.配位鍵F.氫鍵G.σ鍵H.π鍵。
④氯化鐵在常溫下是固體,熔點(diǎn)為306℃,沸點(diǎn)為315℃,在300℃以上升華,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。據(jù)此判斷氯化鐵的晶體類型為_________。
(2)基態(tài)A原子的價(jià)電子排布式為3s23p5;銅與A形成化合物的晶胞如圖所示(黑球代表銅原子)。
①該化合物的化學(xué)式為____________,A原子的配位數(shù)是______________。
②已知該化合物晶體的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體中Cu原子和A原子之間的最短距離為________pm(列出計(jì)算表達(dá)式即可)。評(píng)卷人得分六、實(shí)驗(yàn)題(共1題,共3分)24、現(xiàn)有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一種為橙黃色,另一種為紫紅色。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案將這兩種配合物區(qū)別開來(lái)_____________________________。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、B【分析】【分析】
面心立方最密堆積原子在晶胞中的位置關(guān)系如圖。
【詳解】
金晶體為面心立方最密堆積,則晶胞面對(duì)角線為金原子半徑的4倍,金原子半徑為rcm,則晶胞的邊長(zhǎng)為4r=rcm,每個(gè)金晶胞中含有4個(gè)原子,則金原子總體積為金晶胞體積為故空間利用率為
故選B。
【點(diǎn)睛】
本題考查晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算,解題關(guān)鍵是明確原子在晶胞中的位置,理解原子半徑與晶胞棱長(zhǎng)的關(guān)系,需要學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)計(jì)算能力。2、A【分析】【詳解】
N是7號(hào)元素,原子核外電子排布式是1s22s22p3,由于能級(jí)相同的軌道中電子總是盡可能成單排列,且自旋方向相同,這樣的排布使原子的能量最低,故氮原子能量最低排布是:故合理選項(xiàng)是A。3、B【分析】【分析】
X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子,推知原子序數(shù)為33號(hào),是As元素;Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子,推知原子序數(shù)為8,是O元素;已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42,推知Z的原子序數(shù)為1,是氫元素;X與Y形成的化合物X2Y3是As2O3。
【詳解】
A.由分析知X為As,As元素基態(tài)原子的電子排布式為故A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.As元素是第4周期第ⅤA族元素;故B正確;
C.由分析知Y為氧元素,不是碳元素,而是碳元素原子的軌道表示式;故C錯(cuò)誤;
D.由分析知Z為氫元素,H2能在O2中燃燒;故D錯(cuò)誤;
綜上所述,答案為B。4、A【分析】【分析】
根據(jù)原子核外電子排布原則:電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)1個(gè)軌道;且自旋方向相同,能量最低,據(jù)此分析。
【詳解】
原子核外電子排布原則:能級(jí)相同的軌道中電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)1個(gè)軌道,且自旋方向相同,原子的能量最低,O原子能量最低排布,即氧原子處于基態(tài)的是:
故選A。5、A【分析】【分析】
根據(jù)核外電子排布;可以推出①為S,②為P,③為F,依此答題。
【詳解】
A.①為S;②為P,③為F;同一周期中,從左到右,元素的第一電離能呈鋸齒狀升高,其中IIA族和V族比兩邊的主族元素的都要高,所以Cl>P>S,即Cl>②>①;同一主族,從上到下,元素的第一電離能減小,即F>Cl,即③>Cl;所以有第一電離能:③>②>①,A正確;
B.①為S;②為P,③為F,則原子半徑大小為:②>①>③,B錯(cuò)誤;
C.①為S;②為P,③為F,則元素的電負(fù)性大小為:③>①>②,C錯(cuò)誤;
D.①為S;②為P,③為F,則元素的最高正化合價(jià)大小為:①>②,F(xiàn)無(wú)正價(jià),所以不參比,D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)為A。二、填空題(共7題,共14分)6、略
【分析】【分析】
Ni的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,同一能級(jí)軌道上的電子能量相同;CH2=CH2、HCHO中碳原子均形成3個(gè)σ鍵,沒(méi)有孤對(duì)電子,碳原子均為sp2雜化,而HC≡CH中碳原子均形成2個(gè)σ鍵、沒(méi)有孤對(duì)電子,為sp雜化;HCHO中碳原子為sp2雜化;空間構(gòu)型為平面三角形。
【詳解】
Ni的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,有7個(gè)能級(jí),同一能級(jí)軌道上的電子能量相同,則Ni的基態(tài)原子有7種能量不同的電子;CH2=CH2、HCHO中碳原子均形成3個(gè)σ鍵,沒(méi)有孤對(duì)電子,碳原子采取sp2雜化,HC≡CH中碳原子均形成2個(gè)σ鍵、沒(méi)有孤對(duì)電子,碳原子采取sp雜化;HCHO中碳原子為sp2雜化,空間構(gòu)型為平面三角形;故答案為:7,②,平面三角形?!窘馕觥竣?7②.②③.平面三角形7、略
【分析】【詳解】
(1)鐵為26號(hào)元素,基態(tài)原子電子排布式為[Ar]3d64s2,所以Fe2+電子排布式為[Ar]3d6;Zn為30號(hào)元素,基態(tài)原子能級(jí)最高的電子為4s上的2個(gè)電子,所有電子云輪廓圖形狀為球形,故答案為:[Ar]3d6球形;
(2)Mg的電子排布式為[Ne]3s2,Al的電子排布式為[Ne]3s23p1,鎂的3s處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定,不易失去一個(gè)電子,鋁的最外層為3p1,易失去一個(gè)電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以Al原子的第一電離能比Mg大,故答案為:Mg的電子排布式為[Ne]3s2,Al的電子排布式為[Ne]3s23p1,鎂的3s處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定不易失去一個(gè)電子,鋁的最外層為3p1;易失去一個(gè)電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu);
(3)[Zn(NH3)6]2+中每個(gè)N原子形成3個(gè)氮?dú)洇益I,與Zn2+形成1個(gè)配位鍵,配位鍵也屬于σ鍵,所以1mol該離子中σ鍵為24mol;陰離子為根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,其中心原子S的價(jià)電子對(duì)為對(duì),所以中心S為sp3雜化。NH3分子中N原子的電負(fù)性強(qiáng),原子半徑小,使得N—H鍵的極性增強(qiáng)而表現(xiàn)一定的電性,分子之間能夠形成氫鍵,而PH3分子中P半徑大,電負(fù)性小,則不能形成分子間氫鍵,只存在范德華力,氫鍵的作用力強(qiáng)于范德華力,所以沸點(diǎn)NH3大于PH3,故答案為:24sp3氨分子之間形成分子間氫鍵;
(4)Sc3+的外圍電子排布式為[Ar]3d0、Cr3+的外圍電子排布式為[Ar]3d3、Fe2+電子排布式為[Ar]3d6、Zn2+的外圍電子排布式為[Ar]3d10;對(duì)比四種離子的外圍電子排布式可知,其水合離子的顏色與3d軌道上的單電子有關(guān),故答案為:3d軌道上沒(méi)有未成對(duì)電子(或3d軌道全空或全滿狀態(tài));
(5)Fe能夠提供空軌道,而Cl能夠提供孤電子對(duì),故FeCl3分子雙聚時(shí)可形成配位鍵。由常見AlCl3的雙聚分子的結(jié)構(gòu)可知FeCl3的雙聚分子的結(jié)構(gòu)式為其中Fe的配位數(shù)為4,故答案為:4;
(6)由圖示,堆積方式為六方最緊密堆積。為了計(jì)算的方便,選取該六棱柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算:六棱柱頂點(diǎn)的原子是6個(gè)六棱柱共用的,面心是兩個(gè)六棱柱共用,所以該六棱柱中的鐵原子為個(gè),N原子位于六棱柱內(nèi)部,所以該六棱柱中的氮原子為2個(gè),該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量為該六棱柱的底面為正六邊形,邊長(zhǎng)為xcm,底面的面積為6個(gè)邊長(zhǎng)為xcm的正三角形面積之和,根據(jù)正三角形面積的計(jì)算公式,該底面的面積為cm2,高為ycm,所以體積為cm3。所以密度為:故答案為:【解析】[Ar]3d6球型Mg的電子排布式為[Ne]3s2,Al的電子排布式為[Ne]3s23p1,鎂的3s處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定不易失去一個(gè)電子,鋁的最外層為3p1,易失去一個(gè)電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)24sp3氨分子之間形成分子間氫鍵3d軌道上沒(méi)有未成對(duì)電子(或3d軌道全空或全滿狀態(tài))48、略
【分析】【分析】
根據(jù)Cr的原子序數(shù)和在周期表的位置,寫出價(jià)電子排布;根據(jù)第一電離能遞變規(guī)律判斷第一電離能大小;根據(jù)VSEPR理論判斷SO2的VSEPR模型和中心原子的雜化形式;根據(jù)等電子體,分子量相同,由分子的極性判斷熔沸點(diǎn)高低;根據(jù)配位體的結(jié)構(gòu)判斷配體提供孤電子對(duì)和配位數(shù);根據(jù)VSEPR理論判斷NH3變?yōu)镹H4+時(shí)引起的變化;根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中C原子個(gè)數(shù);由密度,質(zhì)量計(jì)算晶胞的棱長(zhǎng);據(jù)此解答。
【詳解】
(1)Cr是24號(hào)元素,在元素周期表中位于第四周期第VIB,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,基態(tài)原子價(jià)電子排布為3d54s1;答案為:3d54s1。
(2)非金屬性越強(qiáng);第一電離能越大,N元素原子2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰元素,O,S屬于同主族元素,從上往下,非金屬性減弱,O的原子序數(shù)比S小,則非金屬性O(shè)>S,第一電離能O>S,則O;N、S的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>S;答案為N>O>S。
(3)SO2分子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+=3,VSEPR模型的名稱為平面三角形,S原子采取sp2雜化;答案為平面三角形,sp2。
(4)CO和N2互為等電子體,且CO和N2分子量相同,由于CO是極性分子,N2是非極性分子,分子的極性越強(qiáng)分子間作用力越強(qiáng)熔沸點(diǎn)越高,所以熔沸點(diǎn)CO大于N2;答案為CO,CO和N2分子量相同,由于CO是極性分子,N2是非極性分子;極性分子與極性分子之間的范德華力較強(qiáng),故CO沸點(diǎn)較高。
(5)由[CrCl2(H2O)4]Cl?2H2O結(jié)構(gòu)可知,中心原子Cr3+提供空軌道;配體Cl;O提供孤電子對(duì),配位數(shù)為2+4=6;答案為Cl、O,6。
(6)NH3分子可以與H+結(jié)合生成NH4+,NH3分子中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+=3+1=4,采取sp3雜化,有一個(gè)孤電子對(duì),空間構(gòu)型為三角錐形,NH4+中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+=4+0=4,采取sp3雜化;無(wú)孤電子對(duì),空間構(gòu)型為正四面體,二者中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)均是4,N原子孤電子對(duì)數(shù)由1對(duì)變?yōu)?,N原子雜化方式不變,電子數(shù)數(shù)目不變,空間構(gòu)型由三角錐形變?yōu)檎拿骟w,鍵角減??;答案為A;C。
(7)晶胞中碳原子數(shù)目=4+8×+6×=8,設(shè)晶胞棱長(zhǎng)為apm,則8×=ρg/cm3×(a×10-10cm)3,解得a=×1010pm;答案為×1010?!窘馕觥竣?3d54S1②.N>O>S③.平面三角形④.sp2雜化⑤.CO⑥.CO為極性分子,N2為非極性分子,極性分子與極性分子之間的范德華力較強(qiáng),故CO沸點(diǎn)較高⑦.O、Cl⑧.6⑨.AC⑩.×10109、略
【分析】【分析】
根據(jù)元素在周期表中的位置可知,a為H元素、b為Be元素;c為C元素、d為N元素、e為O元素、f為F元素、g為Na元素、h為P元素、i為S元素、j為Cu元素;結(jié)合原子結(jié)構(gòu)和元素周期律分析解答。
【詳解】
根據(jù)元素在周期表中的位置可知,a為H元素、b為Be元素;c為C元素、d為N元素、e為O元素、f為F元素、g為Na元素、h為P元素、i為S元素、j為Cu元素。
(1)f為F元素,原子核外電子數(shù)目為9,核外電子排布式為1s22s22p5,故答案為:1s22s22p5;
(2)元素h為P,為15號(hào)元素,基態(tài)原子核外電子軌道表示式為故答案為:
(3)ci2分子CS2,與二氧化碳的結(jié)構(gòu)類似,電子式為故答案為:
(4)P元素的3p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài);較穩(wěn)定,故第一電離能P>S;金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越小,故電負(fù)性Na<Be,故答案為:>,<;
(5)A.j是Cu元素位于元素周期表中第四周期、ⅠB族,價(jià)電子排布式為3d104s1,屬于ds區(qū)元素,故A正確;B.N原子的基態(tài)原子中2p能級(jí)為半充滿,屬于p區(qū)元素,故B正確;C.最外層電子排布式為4s1,可能處于ⅠA族、ⅠB族、ⅥB族,故C錯(cuò)誤;D.最外層電子排布式為ns2np1;該元素處于第ⅢA族,故D錯(cuò)誤;故答案為:AB。
【點(diǎn)睛】
本題的易錯(cuò)點(diǎn)為(5),要注意最外層電子排布式為4s1,可能的電子排布式有3d104s1,3d54s1,3p64s1,可能處于ⅠA族、ⅠB族、ⅥB族?!窘馕觥竣?1s22s22p5②.③.④.>⑤.<⑥.AB10、略
【分析】【詳解】
(1)Co為27號(hào)元素,依據(jù)電子排布的原則,其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2。元素Mn為金屬,O為非金屬,第一電離能較大的是O;Mn和O的基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)分別為3、2,則基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是Mn。答案為:[Ar]3d74s2;O;Mn;
(2)CO2分子中,C原子只與兩個(gè)氧原子形成共價(jià)鍵,且最外層無(wú)孤對(duì)電子,CH3OH分子中C原子與4個(gè)原子形成共價(jià)鍵,所以二者的雜化形式分別為sp和sp3。答案為:sp;sp3;
(3)CO2、H2、CH3OH、H2O四種分子中,CH3OH、H2O都能形成分子間的氫鍵,H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多,CO2與H2均為非極性分子,CO2相對(duì)分子質(zhì)量較大、范德華力較大,所以沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)镠2O>CH3OH>CO2>H2,答案為:H2O>CH3OH>CO2>H2;H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多,CO2與H2均為非極性分子,CO2相對(duì)分子質(zhì)量較大;范德華力較大;
(4)硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外,還存在Mn2+與NO3-間的離子鍵和NO3-內(nèi)的π鍵。答案為:離子鍵和π鍵。
【點(diǎn)睛】
注意分子間的范德華力比氫鍵小得多,比較沸點(diǎn)時(shí),還需從氫鍵的數(shù)目和鍵長(zhǎng)尋找突破。【解析】①.[Ar]3d74s2②.O③.Mn④.sp;sp3⑤.H2O>CH3OH>CO2>H2⑥.H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多⑦.CO2與H2均為非極性分子,CO2分子量較大、范德華力較大⑧.離子鍵和π鍵11、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)同周期元素第一電離能呈增大趨勢(shì),在第二周期中(稀有氣體除外),第一電離能最大的元素是F,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為第一電離能最小的元素是Li,其電子排布圖為
故答案為:
(2)泡利不相容原理指在原子中不能容納運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子;每一軌道中只能容納自旋相反的兩個(gè)電子,違背此原理的有①;洪特規(guī)則是在等價(jià)軌道(相同電子層;電子亞層上的各個(gè)軌道)上排布的電子將盡可能分占不同的軌道,且自旋方向相同,②④⑤違背了洪特規(guī)則;
故答案為:①;②④⑤;
(3)CH2O中心碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=碳原子采用sp2雜化,無(wú)孤電子對(duì),分子為平面三角形結(jié)構(gòu),因正負(fù)電荷重心不能重合,故為極性分子;NH4+中心氮原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)=碳原子采用sp3雜化,無(wú)孤電子對(duì),分子為正四面體形,因正負(fù)電荷重心重合,故為非極性分子;CS2中心碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=碳原子采用sp雜化,分子為直線形,因正負(fù)電荷重心重合,故為非極性分子;
故答案為:sp2;平面三角形;有;sp3;正四面體形;無(wú);sp;直線形;無(wú);
【點(diǎn)睛】
價(jià)層電子對(duì)數(shù)與價(jià)鍵形式和分子構(gòu)型的關(guān)系:
當(dāng)n=2時(shí);叁鍵,空間構(gòu)型是直線型。
當(dāng)n=3時(shí);雙鍵,空間構(gòu)型平面正三角型。
當(dāng)n=4時(shí),單鍵,空間構(gòu)型為正四面體(三角錐型,V型)【解析】①②④⑤sp2平面三角形有sp3正四面體形無(wú)sp直線形無(wú)12、略
【分析】【分析】
元素處于第二周期IIIA族,價(jià)電子排布式為結(jié)合泡利原理;洪特規(guī)則畫出價(jià)電子排布圖;同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢(shì),但I(xiàn)IA族、VA族元素原子最高能級(jí)為全充滿或半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰的元素;
分子的中心B原子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)B原子雜化軌道數(shù)目為3;
形成4個(gè)鍵的B原子中含有1個(gè)配位鍵;氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵;該陰離子通過(guò)氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu);
個(gè)B原子為3個(gè)Mg原子共用;1個(gè)Mg原子為6個(gè)B原子共用,均攤法計(jì)算硼原子和鎂原子的個(gè)數(shù)之比,確定硼化鎂的化學(xué)式;
由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中B原子處于晶胞頂點(diǎn)與面心,B的堆積方式為面心立方最密堆積;P原子與周圍的4個(gè)B原子最近且形成正四面體結(jié)構(gòu),二者連線處于體對(duì)角線上,為體對(duì)角線的
【詳解】
原子核外電子排布式為由泡利原理、洪特規(guī)則,核外電子排布圖為同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢(shì),N元素原子2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰的元素,故第一電離能:
故答案為:
分子的中心B原子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)分子空間構(gòu)型為平面正三角形,B原子的雜化軌道類型為
故答案為:平面正三角形;
形成4個(gè)鍵的B原子中含有1個(gè)配位鍵,氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵,圖1中用“”標(biāo)出其中的配位鍵為:該陰離子通過(guò)氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu);
故答案為:氫鍵;
根據(jù)投影可知,1個(gè)B原子為3個(gè)Mg原子共用,1個(gè)Mg原子為6個(gè)B原子共用,故一個(gè)Mg原子的B原子為由此可知Mg、B原子數(shù)目之比為1:2,故硼化鎂的化學(xué)式為
故答案為:
由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中B原子處于晶胞頂點(diǎn)與面心,B的堆積方式為面心立方最密堆積;P原子與周圍的4個(gè)B原子最近且形成正四面體結(jié)構(gòu),二者連線處于體對(duì)角線上,為體對(duì)角線的立方體的每條邊長(zhǎng)為478pm,則晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)為則P原子與B原子最近距離為
故答案為:面心立方最密堆積;【解析】平面正三角形氫鍵面心立方最密堆積三、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共10分)13、略
【分析】【分析】
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素?;衔顳C為離子化合物,D的二價(jià)陽(yáng)離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),化合物AC2為一種常見的溫室氣體,則A為C,C為O,B為N,D為Mg。B、C的氫化物的沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高。E的原子序數(shù)為24,E為Cr。
【詳解】
(1)基態(tài)E原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1),在第四周期中,與基態(tài)E原子最外層電子數(shù)相同即最外層電子數(shù)只有一個(gè),還有K、Cu;故答案為:1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);K;Cu;
(2)同周期從左到右電離能有增大趨勢(shì);但第IIA族元素電離能大于第IIIA族元素電離能,第VA族元素電離能大于第VIA族元素電離能,因此A;B、C的第一電離能由小到大的順序?yàn)镃<O<N;故答案為:C<O<N;
(3)化合物AC2為CO2,其電子式故答案為:
(4)Mg的單質(zhì)在CO2中點(diǎn)燃可生成碳和一種熔點(diǎn)較高的固體產(chǎn)物MgO,其化學(xué)反應(yīng)方程式:2Mg+CO22MgO+C;故答案為:2Mg+CO22MgO+C;
(5)根據(jù)CO與N2互為等電子體,一種由N、O組成的化合物與CO2互為等電子體,其化學(xué)式為N2O;故答案為:N2O;
(6)B的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的稀溶液為HNO3與Mg的單質(zhì)反應(yīng)時(shí),NHO3被還原到最低價(jià)即NH4NO3,其反應(yīng)的化學(xué)方程式是4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;故答案為:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O?!窘馕觥?s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)K、CuC<O<N2Mg+CO22MgO+CN2O4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O14、略
【分析】【分析】
A元素的價(jià)電子構(gòu)型為nsnnpn+1,則n=2,故A為N元素;C元素為最活潑的非金屬元素,則C為F元素;B原子序數(shù)介于氮、氟之間,故B為O元素;D元素核外有三個(gè)電子層,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的最外層電子數(shù)為2,故D為Mg元素;E元素正三價(jià)離子的3d軌道為半充滿狀態(tài),原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2,則原子序數(shù)為26,為Fe元素;F元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒(méi)有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)電子,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1;故F為Cu元素;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒,則G為As元素,據(jù)此解答。
【詳解】
(1)N原子最外層為半充滿狀態(tài);性質(zhì)穩(wěn)定,難以失去電子,第一電離能大于O元素;同一周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增強(qiáng),故元素的電負(fù)性:N<O<F;
(2)C為F元素,電子排布圖為E3+的離子符號(hào)為Fe3+;
(3)F為Cu,位于周期表ds區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案為:ds;1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)A.G為As元素;與Si位于周期表對(duì)角線位置,則其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料,A正確;
B.同主族從上到下元素的電負(fù)性依次減?。粍t電負(fù)性:As<P,B錯(cuò)誤;
C.同一周期從左到右原子半徑依次減?。籄s與Ge元素同一周期,位于Ge的右側(cè),則其原子半徑小于鍺,C錯(cuò)誤;
D.As與硒元素同一周期;由于其最外層電子處于半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故其第一電離能大于硒元素的,D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是A;
(5)D為Mg元素,其金屬活潑性大于Al的活潑性;Mg元素的價(jià)層電子排布式為:3s2,處于全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),Al的價(jià)層電子排布式為3s23p1,其3p上的1個(gè)電子較易失去,故Mg元素第一電離能大于Al元素的第一電離能,即I1(Mg)>I1(Al)?!窘馕觥浚綨<O<FFe3+ds1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1A>>Mg元素的價(jià)層電子排布式為:3s2,處于全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),Al的價(jià)層電子排布式為3s23p1,其3p上的1個(gè)電子較易失去15、略
【分析】【分析】
原子序數(shù)小于36的X;Y、Z、W四種元素;其中X是周期表中半徑最小的元素,則X是H元素;Y是形成化合物種類最多的元素,則Y是C元素;Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子,則Z是N元素;R單質(zhì)占空氣體積的1/5,則R為O元素;W的原子序數(shù)為29,則W是Cu元素;再結(jié)合物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析解答。
【詳解】
(1)C2H4分子中每個(gè)碳原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì),所以采取sp2雜化;一個(gè)乙烯分子中含有5個(gè)σ鍵,則1molC2H4含有σ鍵的數(shù)目為5NA;
(2)NH3和CH4的VSEPR模型為正四面體形;但氨氣中的中心原子上含有1對(duì)孤對(duì)電子,所以其實(shí)際構(gòu)型是三角錐形;
由于水分子中O的孤電子對(duì)數(shù)比氨分子中N原子多,對(duì)共價(jià)鍵排斥力更大,所以H2O的鍵角更??;
(3)H2O可形成分子間氫鍵,沸點(diǎn)最高;H2Se相對(duì)分子質(zhì)量比H2S大,分子間作用力大,沸點(diǎn)比H2S高,三者的沸點(diǎn)由高到低的順序是H2O>H2Se>H2S;
(4)元素C的一種氧化物與元素N的一種氧化物互為等電子體,CO2和N2O互為等電子體,所以元素C的這種氧化物CO2的結(jié)構(gòu)式是O=C=O;
(5)銅是29號(hào)元素,其原子核外有29個(gè)電子,其基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1,價(jià)電子排布式為3d104s1?!窘馕觥縮p25NA三角錐形H2O水分子中O的孤電子對(duì)數(shù)比氨分子中N原子多,對(duì)共價(jià)鍵排斥力更大,所以鍵角更小H2O>H2Se>H2SO=C=O3d104s116、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)元素周期表可知:元素⑨位第四周期IB族的銅元素;為過(guò)渡元素,屬于ds區(qū)元素,故答案:ds;
(2)根據(jù)元素周期表可知:③為碳元素,⑧為氯元素,兩者形成的一種常見溶劑為CCl4;其分子空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu),故答案:正四面體結(jié)構(gòu);
(3)根據(jù)元素周期表可知:元素①為氫元素,⑥為磷元素,兩者形成的最簡(jiǎn)單分子為PH3;分子中正負(fù)電荷中心不重合,屬于極性分子,故答案:極性;
(4)根據(jù)元素周期表可知:元素⑥為磷元素,元素⑦為硫元素,P原子為半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),磷的第一電離能大于硫元素的第一電離能;元素②為鈹元素,元素④為鎂元素,同一主族從上到下,元素的電負(fù)性逐漸減小,則鈹元素的電負(fù)性大于鎂元素的電負(fù)性,故答案:>;>;
(5)根據(jù)元素周期表可知:元素⑨為銅元素,位于第四周期IB族,所以銅元素的基態(tài)原子核外價(jià)電子排布式是3d104s1,故答案:3d104s1;
(5)根據(jù)元素周期表可知:元素⑧為氯元素,元素④為鎂元素,形成的化合物為MgCl2,其電子式為故答案:
(6)根據(jù)元素周期表可知:元素⑩為鋅元素,元素⑤為鋁元素,鋁能與NaOH溶液反應(yīng),所以鋅也能與NaOH溶液反應(yīng),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O,故答案:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O。【解析】ds正四面體結(jié)構(gòu)極性>>3d104s1Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O17、略
【分析】【詳解】
由元素在周期表中的位置可知,①為H,②為Be,③為C,④為N,⑤為O,⑥為F,⑦為Mg,⑧為Cl,⑨為Cr;⑩為Cu。
(1)⑨為Cr元素,原子核外電子數(shù)為24,價(jià)層電子排布為[Ar]3d54s1;
(2)素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物為CH2=CH2,C原子成3個(gè)δ鍵、沒(méi)有孤電子對(duì),雜化軌道數(shù)目為3,C原子采取sp2雜化;
元素⑦與⑧形成的化合物MgCl2是由鎂離子和氯離子形成的離子化合物;晶體類型是離子晶體;
(3)④是N元素,⑤是O元素,同周期元素第一電離能從左到右有增大的趨勢(shì),能量相同的原子軌道在全滿、半滿、全空時(shí)體系能量最低,原子較穩(wěn)定,因此價(jià)電子排布處于半滿的軌道的元素,其第一電離能比臨近原子的第一電離能大,所以元素④的第一電離能>元素⑤的第一電離能;元素④與元素①形成的是NH3分子,三角錐形;原子數(shù)目和電子總數(shù)(或價(jià)電子總數(shù))相同的微粒互為等電子體,N2的電子數(shù)為14,與之為等電子體的分子為CO,離子為CN-;
(4)④是N元素,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物稀溶液為稀硝酸,與Mg單質(zhì)反應(yīng),Mg是還原劑,被氧化為Mg(NO3)2,稀硝酸起氧化劑、酸的作用,反應(yīng)的方程式為:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;
(5)白色球?yàn)檠踉?,所以一個(gè)晶胞中所包含的氧原子數(shù)目為1+8×=2?!窘馕觥竣?[Ar]3d54s1②.sp2③.離子晶體④.>⑤.三角錐形⑥.CO、CN-⑦.4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O⑧.2四、計(jì)算題(共4題,共12分)18、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu);層內(nèi)每個(gè)碳原子由3個(gè)正六邊形共用,每個(gè)碳碳鍵由2個(gè)正六邊形共用;
(2)根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Mg原子和B原子的個(gè)數(shù);進(jìn)而確定化學(xué)式。
【詳解】
(1)圖中層內(nèi)每個(gè)碳原子由3個(gè)正六邊形共用,每個(gè)碳碳鍵由2個(gè)正六邊形共用,則平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為6=2個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為6=2個(gè);碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為2:3;
(2)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)單元可知,在六棱柱頂點(diǎn)上的鎂原子被6個(gè)六棱柱共用,在上下底面上的鎂原子被兩個(gè)六棱柱共用,根據(jù)均攤法可知晶胞中Mg原子的個(gè)數(shù)為2×+2×6×=3,B原子的個(gè)數(shù)為6,所以Mg原子和B原子的個(gè)數(shù)比為3:6=1:2,所以化學(xué)式為MgB2?!窘馕觥?32:3MgB219、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)各種晶體結(jié)構(gòu)中微粒的空間位置確定三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù);然后得到其比值;
(2)先計(jì)算出兩種晶體中Fe原子個(gè)數(shù)比;然后根據(jù)密度定義計(jì)算出其密度比,就得到其空間利用率之比;
(3)先計(jì)算γ-Fe晶體中Fe原子個(gè)數(shù),根據(jù)Fe原子半徑計(jì)算晶胞的體積,然后根據(jù)計(jì)算晶體的密度;
(4)根據(jù)物質(zhì)的熔沸點(diǎn);溶解性等物理性質(zhì)分析判斷。
【詳解】
(1)δ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子是晶胞頂點(diǎn)的Fe異種;個(gè)數(shù)是8個(gè);
γ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子個(gè)數(shù)=3××8=12;
α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子是相鄰頂點(diǎn)上鐵原子;鐵原子個(gè)數(shù)=2×3=6;
則三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)的比為8:12:6=4:6:3;
(2)若δ-Fe晶胞邊長(zhǎng)為acm,α-Fe晶胞邊長(zhǎng)為bcm,則兩種晶體中鐵原子個(gè)數(shù)之比=(1+):(8×)=2:1,密度比==2b3:a3,晶體的密度比等于物質(zhì)的空間利用率之比,所以兩種晶體晶胞空間利用率之比為2b3:a3;
(3)在γ-Fe晶體中Fe原子個(gè)數(shù)為8×+6×=4,F(xiàn)e原子半徑為rpm,假設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為L(zhǎng),則L=4rpm,所以L=2rpm=2×10-10cm,則晶胞的體積V=L3=(2×10-10)cm3,所以γ-Fe單質(zhì)的密度
(4)FeCl3晶體的熔沸點(diǎn)低;易溶于水,也易溶于乙醚;丙酮等有機(jī)溶劑,根據(jù)相似相溶原理,結(jié)合分子晶體熔沸點(diǎn)較低,該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低,屬于分子晶體。
【點(diǎn)睛】
本題考查了Fe的晶體類型的比較、晶體空間利用率和密度的計(jì)算、鐵元素化合物晶體類型的判斷。學(xué)會(huì)利用均攤方法分析判斷晶胞中鐵原子數(shù)目,熟練掌握各種類型晶體的特點(diǎn),清楚晶體密度計(jì)算公式是解答本題的關(guān)鍵。【解析】4:6:32b3:a3分子晶體20、略
【分析】【分析】
每個(gè)C周圍有4個(gè)硅,C和Si的最短距離為體對(duì)角線的四分之一,先計(jì)算金剛石晶胞中碳的個(gè)數(shù),再根據(jù)公式計(jì)算空間利用率。
【詳解】
⑴每個(gè)C周圍有4個(gè)硅,因此C的配位數(shù)為4;故答案為:4。⑵C和Si的最短距離為體對(duì)角線的四分之一,因此故答案為:188。⑶金剛石晶胞中有個(gè)碳,假設(shè)C的原子半徑為r,則金剛石晶胞參數(shù)為金剛石晶體中原子的空間利用率故答案為:34%?!窘馕觥?18834%21、略
【分析】【分析】
從上述NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個(gè)小立方體,如圖中所示:其中a代表其邊長(zhǎng),d代表兩個(gè)距離最近的Na+中心間的距離,利用“均攤法”計(jì)算小立方體中Na+、Cl-的數(shù)目,進(jìn)而計(jì)算小立方體的質(zhì)量,根據(jù)公式密度計(jì)算出小立方體的邊長(zhǎng);進(jìn)而計(jì)算兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離。
【詳解
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